5、路由技术与应用.ppt

第五章路由技术与应用 神州数码网络大学徐雪鹏xuxp前期内容回顾 传统以太网和交换式以太网CSMA CD 碰撞域与广播域交换机的交换方式 功能交换网络划分VLAN相同VLAN可互通 不同VLAN不可互通私有VLAN的特殊性交换网络性能和可管理性提升生成树协议 链路聚合 MAC与端口和IP地址的绑定 端口镜像 本章重点内容 网络的互连 交换机与路由器的比较认识路由器路由器的基本功能 协议转换和寻址广域网接入技术基础PPP封装的作用帧中继和分组交换网络封装和寻址寻址技术基础静态寻址配置方法动态协议基础 RIP和OSPF 网络的互连 网络为什么需要互连 适应发展需要各个信息岛被连接到一起 有助于扩大信息共享范围 提高投资利用率网络互连方式需要视整体需求而定园区内互连内部互连 交换机城市中各个分部互连城域连接 光纤交换机或路由器城际和省际互连广域连接 电信网络 接入路由器国际互连超广域连接 电信国际通道 路由器 使用交换机互连 二层交换机可以楼层互连园区内部互连互连设备必须处于相同逻辑网段三层交换机可以园区互连城域互连互连设备可跨越不同逻辑网段连通 交换机连网范围示意 使用路由器互连 可在园区网络中与三层交换机完成大致相同的功能划分广播域提供不相邻逻辑网络的连通路径和转发服务可在网络需长距离连接时提供与电信网络的连通性连接不同链路协议的网络提供跨越电信网络的企业网络连通性 路由器连网范围示意 三层交换机是什么 交换机工作在数据链路层三层是网络层带有第三层功能 寻址 的快速转发设备提供以太网逻辑网段之间的高速连通性构建内网数据访问控制逻辑不是二层交换机和路由器的简单叠加内网灵活的管理性和可控性网络整体性能的大幅提升 课堂实验 理解三层交换机在网络互连中的作用PC1 PC2分别配置192 168 1 10和192 168 2 10 网关分别配置192 168 1 1和192 168 2 1switchA B创建VLAN10和VLAN20 将端口1 5划入VLAN10 6 10划入VLAN20 分别将PC1 PC2接入switchA的1口和switchB的6口 switchA B的24口用于与switchC的1 2口分别连接 并分别在三台交换机中配置这三个端口为trunk模式switchC中创建VLAN10和VLAN20 并由此创建逻辑端口vlan10和vlan20 分别配置IP地址192 168 1 1和192 168 2 1 在PC1中启动pingPC2的不间断命令 察看结果如何 理解过程 将PC2移动到switchA的6端口 不间断ping的结果如何 理解它 switchA switchB switchC 思考与练习 如果不划分VLAN 而在终端中配置不同网段的地址 依然可以达到终端不可互通的目的 划分VLAN又可以提供哪些好处 在PC1和PC2中分别安装sniffer并启动捕获PC1发给PC2的数据包的过程 从数据链路层地址和网络地址的角度分析获取的数据包特点 在switchC中使用show命令的不同参数察看并验证配置信息 三层交换机的这个功能能否使用路由器实现 怎样做 认识路由器 三层交换机和路由器 异 发展先后不同局域网间转发数据效率不同端口丰富性不同同 都可提供局域网寻址和转发功能都根据路由协议形成路由表都可支持丰富的路由协议 网络层设备理解 路由器的工作层次 路由器构成 路由处理器 输入端口 输出端口 交换开关 SDRAM FLASH 网络设备存储组件回顾 SDRAM NVRAM BootROM Flash 配置文件Startup config 软件版本 bin 动态表及其他运行信息Running config等 设备启动版本 不可更新删除 用于错误恢复等操作 1 2 3 课堂实验 认识路由器的基本配置模式配置PC机超级终端进入路由器普通用户模式 使用帮助命令查看当前可用命令进入特权用户模式 使用帮助命令查看当前可用命令 与普通用户模式命令做比较 有什么结论 进入全局配置模式 使用帮助命令查看当前可用命令 与普通用户及特权用户模式命令做比较 有什么结论 进入端口配置模式 使用帮助命令查看当前可用命令 与全局配置模式命令做比较 有什么结论 使用命令从端口配置模式一次性退出到特权用户模式 路由器的配置模式与交换机有何区别和联系 课堂实验 学会识别路由器的不同种接口认识路由器的各个物理端口进入路由器的控制台特权用户模式 使用showrunning config命令查看当前配置文件 写出下列类型的接口常用的名称是什么 局域网接口广域网接口控制台接口识别不同接口编号对应的物理端口 如serial0 0代表 课堂实验 以太网端口配置IP地址 测试连通性使用超级终端进入路由器 通过全局配置模式进入到fastethernet0 0的配置模式使用命令配置接口IP地址为192 168 1 1 掩码为24位配置PCIP地址为192 168 1 10 24连接线缆后 从路由器特权用户模式使用Ping命令测试连通性 结果如何 将网线拔开 路由器Ping结果显示为什么 思考与练习 PC与路由器的以太网端口直接相连 不通过交换机 应使用什么类型的双绞线 如果没有这种双绞线 可以使用什么办法进行替代 在路由器配置好接口IP地址后 在特权模式下使用showiproute 结果如何 删除地址 结果又如何 把网线拔掉 结果怎样 这说明什么问题 这个输出是什么内容 课堂实验 学会备份路由器系统和配置文件PC网卡IP配置为192 168 1 10 24 配置路由器的ethernet0 0地址为192 168 1 1 24使用路由器的验证命令 ping 测试其与PC机的连通性在PC中安装TFTP服务器软件 配置存储文件的路径路由器中使用dir命令查看系统文件名字在路由器中使用copy命令及相关参数将系统文件保存到网络TFTP服务器 PC 中在路由器和TFTP服务器分别验证文件的传输正常 尝试使用copy命令的另外参数组合完成路由器系统文件的升级工作再尝试使用copy命令将路由器的启动配置文件保存到PC的TFTP服务目录下 系统是否会报错 什么错误 怎样理解 如何解决 如果保存的是运行配置文件是否会出现类似错误 为什么 思考与练习 网络设备中 的用法共可以总结出几种 分别用于怎样的情况下 网络设备对于错误命令和未完成的命令提供的错误信息有多少种 你遇见过几种 怎样通过错误提示进行错误的更正 路由器的基本功能 协议转换 课堂实验 识别路由器可支持的异种网络协议进入路由器以太网接口模式 使用encapsulation 察看当前接口可被封装的协议类型进入路由器同步串行接口模式 使用encapsulation 察看当前接口可被封装的协议类型进入路由器异步串行接口模式 同样使用encapsulation 察看当前接口可被封装的协议类型 思考与练习 路由器的接口类型丰富如何在模块化路由器中体现出来的 除了课堂实验中的模式还可以进入哪些模式 路由器的接口模块还有哪些种类 尝试从各种渠道搜集有关路由器接口模块种类的信息如有语音模块 请通过配置文件察看语音模块对应的接口名称 并找出语音模块可被封装的协议种类有哪些 寻址并维护路径信息 课堂实验 认识路由表 学会基本维护路由器配置清空 重新启动后进入路由器特权模式使用showiproute察看路由器的路由表配置路由器以太网接口地址 再次查看路由表将以太网接口连接到交换机的某接口上 再次查看路由表以上三步说明路由表是在什么条件下添加直连路由条目的 课堂实验 理解路由器根据路由表转发数据的过程PC1和PC2使用交叉双绞线与路由器的两个以太网端口e1和e2连接在一起 PC1和PC2分别配置地址192 168 1 10和192 168 2 10 不配置默认网关 将路由器的e1和e2分别配置IP地址192 168 1 1和192 168 2 1 从PC1测试与各个网络节点之间的连通性 填写下表 理解数据转发过程 思考与练习 在不能连通的两种情况下的信息有何不同 怎样理解 路由器的路由表是怎样的 PC配置的默认网关分别是路由器哪个端口的地址 交叉配置会有何后果 理解上述实验后 请在现有环境中从PC2发出ping数据包测试下表内容 路由器在本实验中是否需要添加路由 练习 广域网接入技术基础 广域网接入技术分类 按信号传输类型同步网络异步网络按数据交换方式分组交换数据报电路交换广域网封装协议 广域网接入服务 窄带DDN 帧中继 ISDN宽带XDSL HFC方式 光纤接入服务中国电信中国网通中国联通其他 服务提供商提供的服务类别 专线连接 Dedicated 电路交换 Circuit switched 分组交换 Packet switched 同步串行 ServiceProvider DDN E1 电话公司 异步串行 ISDN PSTN ServiceProvider 同步串行 X 25 FR ATM 广域网封装协议类型 典型的异步网络PPP SLIP等 典型的同步网络HDLC PPP 帧中继 X 25等 光纤接入方式以太网信号 课堂实验 学会封装简单的广域网协议 PPP认识路由器的同步串行接口serial认识V35背对背线缆 理解其在实验室应用的目的使用背对背线缆正确连接两台路由器的同步串行接口进入背对背线缆中DCE段连接的设备进行配置 并进入物理连接对应的接口模式 使用命令physical layerspeed64000配置物理时钟频率 等待3秒钟 察看路由器系统提示信息有无 lineprotocolisup 的信息出现 如有则进行下一步 否则检查物理连接是否正确 课堂实验 分别进入两台路由器的对应接口模式 配置其封装类型为ppp 并增加IP地址分别为1 1 1 1和1 1 1 2当系统提示信息再次出现lineprotocolisup的字样时 证明端口已经正常启动 可以验证逻辑连通性了 从任一台路由器中发出Ping对方地址的命令 察看结果如何 在路由器中使用showinterfaceserial 察看输出信息 理解其中有关封装的信息含义 PPP封装 典型应用在哪里 远程电话拨号连接时 异步网络DDN专线连接安全等级较高时 同步网络验证有什么用 提升安全等级确认信息传递的合法性 PPP协议栈 PPP协商过程 PPP验证 pap 二次握手 由被验证方发起明文传输口令信息一次验证永不再试 接口配置 包括 接口封装类型配置 encapsulationpppppp验证方式指定 pppauthenpapforA papppppapsent usernameRouterB papditialchinaB RouterA RouterB 全局配置 用来提供验证对端数据的数据库UsernameRouterB pappasswordditialchinaBaaaauthenticationpppforB paplocal 接口配置 包括 接口封装类型配置 encapsulationpppppp验证方式指定 pppauthenpapforB papppppapsent usernameRouterA papditialchinaA 全局配置 用来提供验证对端数据的数据库UsernameRouterA pappasswordditialchinaAaaaauthenticationpppforA paplocal 课堂实验 理解PPP验证PAP过程在路由器A中配置全局用户名和验证口令并将它配置为aaa验证列表forB pap的内容在路由器B中对应接口配置ppp封装发送用户名和口令对应刚刚在A中配置的aaa列表内容包含的那个用户名和口令 在A和B中特权用户模式下 使用命令debugpppauthentication 察看当前验证过程如何 使用nodebugall关闭debug过程 A B 理解PPP验证PAP过程 在路由器B中配置全局用户名和验证口令并将它配置为aaa验证列表forA pap的内容在路由器B中对应接口配置ppp封装发送用户名和口令对应刚刚在B中配置的aaa列表内容包含的那个用户名和口令 再次在A和B中特权用户模式下 使用命令debugpppauthentication 察看当前验证过程如何 使用nodebugall关闭debug过程 注意 如果长时间没有debug信息 则需要进入A或B的接口模式将接口shutdown再noshutdown重新启动一次 PPP验证 chap 三次握手 由验证方发起不传输明文口令一次验证通过并非终身免验 接口配置 包括 接口封装类型配置 encapsulationpppppp验证方式指定 pppauthenticationchapforA chappppchaphostnameRouterB chap 全局配置 用来提供验证对端数据的数据库UsernameRouterB chappasswordditialchinaaaaauthenticationpppforB chaplocal 接口配置 包括 接口封装类型配置 encapsulationpppppp验证方式指定 pppauthenticationchapforB chappppchaphostnameRouterA chap 全局配置 用来提供验证对端数据的数据库UsernameRouterA chappasswordditialchinaaaaauthenticationpppforA chaplocal 课堂实验 理解PPP验证CHAP过程在路由器A中配置全局用户名和验证口令并将它配置为aaa验证列表forB chap的内容在路由器B中对应接口配置ppp封装发送用户名对应刚刚在A中配置的aaa列表内容包含的那个用户名和口令 在A和B中特权用户模式下 使用命令debugpppauthentication 察看当前验证过程如何 使用nodebugall关闭debug过程 理解PPP验证CHAP过程 在路由器B中配置全局用户名和验证口令并将它配置为aaa验证列表forA chap的内容在路由器B中对应接口配置ppp封装发送用户名对应刚刚在B中配置的aaa列表内容包含的那个用户名和口令 再次在A和B中特权用户模式下 使用命令debugpppauthentication 察看当前验证过程如何 使用nodebugall关闭debug过程 注意 如果长时间没有debug信息 则需要进入A或B的接口模式将接口shutdown再noshutdown重新启动一次 帧中继网络基础 帧中继技术主要用于传递数据业务帧中继所使用的是逻辑连接 而不是物理连接 在一个物理连接上可复用多个逻辑连接 即可建立多条逻辑信道 可实现带宽的复用和动态分配帧中继协议是对X 25协议的简化 因此处理效率很高 课堂实验 学会封装帧中继协议配置frame relay的封装配置帧中继网络中本地链路标识符dlci号17配置帧中继接口类型是DTE还是DCE配置建立虚拟链路的对端IP协议地址与帧中继本地链路标识符的映射关系配置端口IP地址 A的配置参考 RouterA configRouterA config interfaceserial2 0RouterA config s2 0 encapsulationframe relayRouterA config s2 0 physical layerspeed64000RouterA config s2 0 frame relaylocal dlci17RouterA config s2 0 frame relayintf typedceRouterA config s2 0 frame relaymap192 168 2 2pvc17broadcastRouterA config s2 0 ipaddress192 168 2 1255 255 255 0 B的配置参考 RouterB configRouterB config interfaceserial1 0RouterB config s1 0 encapsulationframe relayRouterB config s1 0 frame relaylocal dlci17RouterB config s1 0 frame relayintf typedteRouterB config s1 0 frame relaymap192 168 2 1pvc17broadcastRouterB config s1 0 ipaddress192 168 2 2255 255 255 0 寻址技术基础 何谓路由 将数据从一个逻辑网络接收 并根据判断从另一个距离数据目的地最近或最快的逻辑网络出口发出的过程 称为 路由 A B C D E 目的 E a b c d e 要到目的E去 让我察看路由表有没有消息告诉我怎么转发 哈哈 有 路由表告诉我要把这个数据从e端口发出就好 就这么办 静态路由和动态路由 路由表很关键 路由表怎样形成 静态维护 静态路由静态添加 静态删除必须要管理员参与才能完成实时性差稳定性好动态维护 动态路由通过路由器之间通告获得路由信息 路由协议一次启用 不需要管理员再参与实时性强稳定性不好 理解路由器寻址方式和静态路由环境使用前面介绍的方法配置路由器A和B之间的串行连接线路封装PPP使用PAP进行验证 并分别配置b和c接口IP地址1 1 1 1和1 1 1 2测试连通性 PC1和PC2使用交叉双绞线连接到A和B的a d两个以太网端口 PC1和A的a端口分别配置IP地址192 168 1 10和192 168 1 1 PC2和B的d端口分别配置IP地址192 168 2 10和192 168 2 1 分别测试其连通性 思考 在此环境中PC1应设置哪个接口地址作为其默认网关 PC2呢 在设备中实施 并通过PC1pingb口地址和PC2pingc口地址验证设置正确性 课堂实验 路由器寻址和静态路由环境 PC1如果可以连通b接口 则开启命令pingc接口地址过程 结果如何 ICMP返回信息是什么 通过以往数据传输知识解释原因 登录A B路由器 使用showiproute命令察看其路由表项 为B路由器添加去往PC1网络的出口路由 再观察Ping结果如何 从PC1pingd接口地址 结果如何 ICMP返回信息怎样 思考如何解决问题 实施并加以验证 从PC1再次验证以上结论 静态路由表项添加 路由表初始内容路由器已配置IP并处于UP状态的接口所代表的直连网段目标使路由器能够识别非本路由器的远端网络该如何到达 静态路由添加原则 当前路由器的非直连网段均需由静态路由配置出口在哪里纯中间网络 不可能作为数据包目的地址的网络 可以不必添加静态路由所添加静态路由的出口地址必须为本路由器直连网络内的某地址 不建议使用本路由器的接口地址作为静态路由的出口地址 路由协议基础 路由协议作用协助路由设备形成路由表协议本身并不参与具体数据包的发送路由协议分类 按算法分 距离矢量路由协议 运行这种路由协议的路由器之间相互交换的信息包含了以下两方面的具体内容 距离 度量值从当前网络节点 路由器 出发到目的网络有多远 矢量 下一跳从当前网络节点 路由器 去往目的网络应通过的下一个节点在哪个方向 RIP协议是典型的距离适量路由协议使用UDP的520端口携带路由信息 RIP协议路径学习过程 10 1 1 0 10 1 2 0 10 1 3 0 10 1 4 0 10 1 5 0 RouterA RouterB RouterC RouterD 1 1 1 2 2 2 NETVIAHOPS10 1 1 0 010 1 2 0 0 NETVIAHOPS10 1 2 0 010 1 3 0 0 NETVIAHOPS10 1 3 0 010 1 4 0 0 NETVIAHOPS10 1 4 0 010 1 5 0 0 NETVIAHOPS10 1 1 0 010 1 2 0 010 1 3 010 1 2 2110 1 4 010 1 2 22 NETVIAHOPS10 1 2 0 010 1 3 0 010 1 1 010 1 2 1110 1 4 010 1 3 2110 1 5 010 1 3 22 NETVIAHOPS10 1 3 0 010 1 4 0 010 1 2 010 1 3 1110 1 5 010 1 4 2110 1 1 010 1 3 12 NETVIAHOPS10 1 4 0 010 1 5 0 010 1 3 010 1 4 1110 1 2 010 1 4 12 NETVIAHOPS10 1 1 0 010 1 2 0 010 1 3 010 1 2 2110 1 4 010 1 2 2210 1 5 010 1 2 23 NETVIAHOPS10 1 2 0 010 1 3 0 010 1 1 010 1 2 1110 1 4 010 1 3 2110 1 5 010 1 3 22 NETVIAHOPS10 1 3 0 010 1 4 0 010 1 2 010 1 3 1110 1 5 010 1 4 2110 1 1 010 1 3 12 NETVIAHOPS10 1 4 0 010 1 5 0 010 1 3 010 1 4 1110 1 2 010 1 4 1210 1 1 010 1 4 13 t0 t2 t3 NETVIAHOPS10 1 1 0 010 1 2 0 010 1 3 010 1 2 21 NETVIAHOPS10 1 2 0 010 1 3 0 010 1 1 010 1 2 1110 1 4 010 1 3 21 NETVIAHOPS10 1 3 0 010 1 4 0 010 1 2 010 1 3 1110 1 5 010 1 4 21 NETVIAHOPS10 1 4 0 010 1 5 0 010 1 3 010 1 4 11 t1 课堂实验 学会配置路由器使用RIP协议维护路由信息在静态路由配置完成基础上完成如下内容在路由器A和B中开启RIP协议进程 使用默认版本在A路由器中添加a b接口所在网络在B路由器中添加c d接口所在网络等待10秒钟左右 使用showiproute命令查看两台路由器的路由表状态怎样 思考 从路由项的 管理距离值 角度分析如上结果并考虑解决办法 RIP协议版本 版本1特点30秒定时更新广播发送路由协议数据仅用跳步数作为度量值路由消息中不携带掩码信息版本2组播发送路由协议数据路由消息中包含网络段掩码路由器之间可采用认证机制增加安全性 课堂实验 理解RIP协议不同版本差异在PC1和PC2中安装并启动sniffer软件 定义一个捕获RIP协议的过滤器 开启捕获过程在A和B中清楚所有静态路由 开启RIP协议进程 使用默认版本1在A路由器中添加a b接口所在网络 在B路由器中添加c d接口所在网络等待1分钟左右 使用showiproute命令查看两台路由器的路由表状态怎样 课堂实验 续 停止PC1和PC2中的sniffer过程 察看捕获结果 关注如下要点 RIP报文封装在什么协议的多少端口上 RIP协议报文发送的时间间隔是多少 RIP协议发送报文使用的目的地址是多少 路由协议信息中的内容是否有掩码信息 再次启动PC1和PC2中的sniffer捕获过程 将路由器中的RIP协议版本改为2 等待1分钟左右 停止过程再次查看捕获结果 与版本1信息比较 有什么结论 链路状态路由协议 运行这种路由协议的路由器之间相互交换的信息包含了以下两方面的具体内容 链路某特定路由器所连接的链路有哪些状态特定路由器连接链路的当前状态是怎样的 包括带宽可靠性等 OSPF协议是典型的链路状态路由协议使用IP的89端口携带协议信息 OSPF路径学习过程 链路状态数据库 RTA的链路状态播放 1 2 5 3 A D C B 1 2 5 3 D C B 1 2 3 D C B 1 2 3 A D C B 1 2 3 A D C B 1 2 3 A A 一 网络的拓扑 结构 二 每台路由器的链路 状态数据库 三 由链路状态数据库 得到的带权有向图 四 每台路由器分别以自己为根节点计算最小生成树 A B C D RTB的链路状态播放 RTC的链路状态播放 RTD的链路状态播放 自治系统和区域 链路状态路由协议中为什么要引入自治系统和区域的概念管理可操作性网络性能保证自治系统大致相同和统一的路由更新方式 如同一个机构使用相同的路由协议范围 区域链路状态播放范围 课堂实验 学会配置路由器使用单区域OSPF协议维护路由信息在RIP协议配置正确的情况下完成以下任务 课堂实验 续 在路由器A和B中开启ospf协议进程在A路由器中添加a b接口所在网络 并规划到区域0中在B路由器中添加c d接口所在网络 也规划到区域0中等待10秒钟左右 使用showiproute命令查看两台路由器的路由表状态怎样 在路由器中使用showipospf 察看对OSPF协议可以搜集哪些信息 思考与练习 分析如上实验结果与RIP协议时为何不同 在PC1和PC2中安装启动sniffer并开启捕获OSPF协议数据的过程 在路由器运行协议2分钟以上之后 停止sniffer过程并查看捕获的数据有何特点 再次开启抓包过程 将路由器的某端口shut再noshut之后等待30秒钟左右 停止sniffer抓包过程 察看结果怎样 为什么会这样 关注捕获的OSPF数据包如下特性 报文封装在什么协议的多少端口上 协议报文发送的时间间隔是多少 协议发送报文使用的目的地址是多少 路由协议信息中的内容是否有掩码信息 课堂实验 理解路由重分布和network的含义在正确配置OSPF的前提下完成下列任务PC1和PC